2025年中职水利水电设备（水泵设计基础）试题及答案

2025年中职水利水电设备（水泵设计基础）试题及答案

（考试时间：90分钟满分100分）班级______姓名______第I卷（选择题，共30分）（总共10题，每题3分，每题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的，请将你认为正确的选项填写在括号内）w1.水泵设计中，流量的单位通常是（）A.立方米每秒B.立方米每小时C.升每秒D.升每小时w2.离心泵的扬程是指（）A.水泵提水的高度B.水泵进出口的压力差折算成的水头C.水泵将水提升的垂直高度D.水泵克服阻力损失的水头w3.水泵效率最高时对应的工况点称为（）A.设计工况点B.最佳工况点C.额定工况点D.稳定工况点w4.水泵的轴功率是指（）A.水泵输入的功率B.水泵输出的功率C.水泵有效功率D.水泵克服各种损失后的功率w5.比转速是用来反映水泵特性的一个重要参数，它与水泵的（）有关。A.流量和扬程B.流量和转速C.扬程和转速D.功率和流量w6.水泵的叶轮按结构形式可分为（）A.闭式、半开式和开式B.单吸式和双吸式C.前弯式、后弯式和径向式D.单级和多级w7.下列哪种材料常用于水泵的叶轮制造（）A.铸铁B.铸钢C.不锈钢D.铜合金w8.水泵的密封装置主要作用不包括（）A.防止漏水B.防止空气进入C.提高水泵效率D.降低水泵噪声w9.水泵设计中，计算轴的强度时需要考虑的载荷不包括（）A.轴向力B.径向力C.扭矩D.摩擦力w10.水泵的特性曲线不包括（）A.流量-扬程曲线B.流量-功率曲线C.流量-效率曲线D.流量-转速曲线第II卷（非选择题，共70分）w11.（10分）简述水泵设计的一般步骤。w12.（15分）说明离心泵的工作原理，并分析其流量调节的方法。w13.（15分）材料：某水泵设计要求流量为50立方米每小时，扬程为30米。现有一款水泵，已知其比转速为120，在相似工况下流量为4万米每小时，扬程为25米。问题：通过相似定律计算该水泵实际需要的转速，并判断该水泵是否满足设计要求。w14.（15分）材料：在水泵设计中，对叶轮进行强度计算时，已知叶轮所受的轴向力为F1=1000N，径向力为F2=800N，扭矩为T=500N·m。叶轮材料的许用应力[σ]=150MPa，轴的直径d=50mm。问题：计算叶轮所受的合成应力，并判断轴的强度是否满足要求。w15.（15分）材料：某水泵在运行过程中出现振动过大的问题。经检查发现，水泵的基础螺栓松动，叶轮与泵壳之间存在摩擦，并且水泵的安装高度过高。问题：分析这些因素对水泵运行的影响，并提出相应的解决措施。答案：w1.Aw2.Bw3.Bw4.Aw5.Cw6.Aw7.Aw8.Dw9.Dw10.Dw11.水泵设计一般步骤：首先明确设计任务和要求，包括流量、扬程、转速等参数；然后进行方案设计，选择合适的水泵类型、结构形式等；接着进行水力计算，确定叶轮等部件的尺寸；再进行强度计算，确保部件安全可靠；之后进行结构设计，考虑整体布局和连接方式；最后进行性能测试和优化，使设计达到最佳效果。w12.离心泵工作原理：依靠叶轮高速旋转，使叶轮中心处形成低压区，水在外界大气压作用下被吸入泵内，叶轮将机械能传递给水，使水获得能量后从泵的出口排出。流量调节方法：改变泵的转速，转速改变流量也改变；改变泵的出口阀门开度，开度减小流量减小；旁路调节，通过旁路分流改变主管路流量。w13.根据相似定律，Q1/Q2=n1/n2，H1/H2=(n1/n2)^2。已知Q1=50立方米每小时，Q2=4万米每小时=40000立方米每小时，H1=30米，H2=25米。则50/40000=n1/n2，30/25=(n1/n2)^2，解得n1≈1500r/min。该水泵不满足设计要求，流量和扬程都未达到设计值。w14.轴向力和径向力合成：F=√(F1^2+F2^2)=√(1000^2+800^2)=1280.62N。扭矩产生的剪应力：τ=16T/(πd^3)=16×500/(π×50^3)≈0.102MPa。弯曲应力：σ=32F/(πd^3)=32×1280.62/(π×50^3)≈0.52MPa。合成应力：σ合=√(σ^2+3τ^2)≈0.53MPa＜[σ]=150MPa，轴的强度满足要求。w15.基础螺栓松动影响水泵